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2026-03-29T19:38:17Z

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In der [[Reaktorphysik]] bezeichnet man als '''Spaltstoffe''' oder '''Spaltmaterial''' Nuklide, die durch thermische [[Neutron]]en gespalten werden können<ref>{{Internetquelle |url=https://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/glossary/fissile-material.html |titel=Fissile material |sprache=en-US |abruf=2025-07-23}}</ref>. Dabei ist zu beachten, dass nicht jede Wechselwirkung eines thermischen Neutrons mit dem Atomkern eines Spaltstoffs zwangsläufig zu einer [[Kernspaltung]] führt, da der Vorgang bzw. die Kernreaktion statistischer Natur ist – möglich sind auch andere Reaktionen wie z. B. Neutronenstreuung oder [[Neutroneneinfang]] ohne Spaltung.

== Beschreibung ==
Grundlegend wird bei der Spaltung eines Spaltstoffkerns die sogenannte Kernenergie freigesetzt. Außerdem entstehen in der Regel – abhängig vom jeweiligen Spaltstoff – im Durchschnitt zwei bis drei Neutronen pro Spaltung, die wiederum neue Kernspaltungen auslösen können ([[Kettenreaktion (Kernphysik)|Kettenreaktion]]).

Der Begriff Spaltstoff kann sich auf quantitative oder makroskopische Mengen nuklearen Materials beziehen. Eine weitere gängige Bezeichnung ist [[Kernbrennstoff]], welche alle nuklide der nuklearen Materialien Uran oder Plutonium ansprechen, z. B. Uran-238, als Teil des natürlichen Uran. ''Spaltstoff'' meint explizit die Nuklide Uran-235, Uran-233 oder Plutonium-239 oder Plutonium-241.

Im Falle von nichtthermischen Neutronen u. a. kernphysikalischen Aspekten, spricht man auch von [[Brutstoff]]en. Beispielsweise ist Uran-238 nur mit Neutronen hoher Energie bzw. Geschwindigkeit spaltbar, zählt jedoch nicht zu den Spaltstoffen, sondern Brutstoffen, da es spaltbares Material (genauer: [[Plutonium]]) durch radioaktiven Zerfall bzw. Umwandlung erzeugt.

== Anwendungen ==
Im zivilen Bereich wird die Kernspaltung unter anderem zur Energiegewinnung, im militärischen Bereich in [[Kernwaffe]]n eingesetzt. Die wichtigsten Spaltstoffe sind [[Uran]]-233 und -235 und Plutonium-239 und -241. Die kleinste bzw. geringste ''Spaltstoffmasse'', die eine sich selbst erhaltende [[Kettenreaktion]] in Gang setzt, wird als [[kritische Masse]] bezeichnet. Sie beträgt bei einer homogenen Kugel aus Uran-235 etwa 46,7 kg, bei Plutonium-239 ca. 10 kg.<ref name="irsn">[[Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire]]: ''Evaluation of nuclear criticality safety data and limits for actinides in transport'', S. 15; {{Webarchiv | url=http://ec.europa.eu/energy/nuclear/transport/doc/irsn_sect03_146.pdf | wayback=20141118085843 | text=PDF}}.</ref> Wenn eine derartige Kugel beispielsweise von Wasser als Moderator umgeben ist, verändert sich die kritische Masse (sie würde reduziert).

== Sicherheit im Umgang mit Spaltstoffen ==
Die kritische Masse kann durch technische Maßnahmen verringert werden. Zu beachten ist, dass auch flüssige Medien, beispielsweise aufgelöste Spaltstoffe in der Prozesstechnik, zu einer kritischen Masse führen können. Feste (metallische) und wässrige Spaltstoffe unterliegen einer Vielzahl verschiedener Parameter. Heutzutage berücksichtigt man aus Sicherheitsgründen (vgl. [[Leistungsexkursion]]) die folgenden Bausteine oder Parameter, die mit der Abkürzung '''MAGIC-MERV''' zusammengefasst werden:

* M: Masse
* A: [[Neutronenabsorber|Absorption]]
* G: Geometrie
* I: Interaktion
* C: Konzentration
* M: [[Moderator (Physik)|Moderation]]
* E: [[Uran-Anreicherung|Anreicherung]]
* R: [[Neutronenreflektor|Reflektor]]
* V: Volumen

== Literatur ==
{{Siehe auch|Kernbrennstoff|Reaktorphysik|Actinoide}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Nukleares Material]]
[[Kategorie:Kernspaltung]]

Spaltstoff - Versionsgeschichte

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